[實用新型]霍爾電流傳感器及其磁環

有效

• 申請號: 201420567398.2
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN204117777U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 蔡峰毅;董學智;蘇金土
• 申請（專利權）人: 廈門振泰成科技有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F3/00;G01R19/00
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

技術領域

本實用新型涉及電流檢測器件，尤其涉及霍爾電流傳感器件。

背景技術

霍爾電流傳感器是在電力系統中廣泛采用的電流測量方式。霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理，即閉環原理。參閱圖1所示，當原邊電流IP產生的磁通通過高品質磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通，通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流，用于抵消原邊IP產生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零；并經過特定電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化。

參閱圖2所示的是現有的霍爾電流傳感器的剖視結構，主要包括：一環狀的封閉的殼體1，該殼體1的內部的環上設有帶一徑向的空隙開口的環狀鐵芯（或稱磁環）2，封裝設置在該殼體1內且位于該環狀鐵芯2的空隙開口處，以及封裝設置在該殼體1內的電路板（圖中未畫出）和固設在該殼體1外與電路板電連接的接線柱4（一般是4根）。

然而現有霍爾電流傳感器的磁環因設計上存在一些有待改進之處，導致現有的霍爾電流傳感器的可有效測量（電流測量）范圍不足。

實用新型內容

因此，本實用新型針對此提出一種改進的霍爾電流傳感器及其磁環，從而可以獲得更大的有效測量范圍。

本實用新型采用如下技術方案實現：

一種磁環，該磁環是由一導磁材料制成的環狀芯體，該磁環具有一個間距為Lg的徑向的空隙開口，該空隙開口處被切除一部分，而使磁環空隙開口處切除剩余面的高度d小于磁環的磁環外徑R和磁環內徑r差值。

其中，該磁環的空隙開口處間距Lg和磁環空隙開口處切除剩余面的高度d的調整值是使其在大電流磁場下該磁環的空隙開口處兩側區域A2的磁場強度和磁環空隙開口處對面內側區域A1的磁場強度大致相同。

一種霍爾電流傳感器，主要包括：一環狀的封閉的殼體，該殼體的內部的環上設有帶一徑向的空隙開口的磁環，封裝設置在該殼體內且位于該磁環的空隙開口處，以及封裝設置在該殼體內的電路板和固設在該殼體外與電路板電連接的接線柱，該磁環是上述權的磁環。

本實用新型改進的霍爾電流傳感器及其磁環，從而可以獲得更大的有效測量范圍，用于電流檢測領域。

附圖說明

圖1是霍爾電流傳感器的電流檢測原理示意圖；

圖2是霍爾電流傳感器的結構示意圖；

圖3是現有磁環在電流1500安培下的空間磁場分布示意圖；

圖4是現有磁環在電流1500安培下的位于該磁環的空隙開口處的磁場強度的曲線圖；

圖5是改進后磁環在電流1800安培下的空間磁場分布示意圖；

圖6是改進后磁環在電流1800安培下的位于該磁環的空隙開口處的磁場強度的曲線圖；

圖7是一種改進磁環形狀結構的磁環其各參數標注示意圖；

圖8是實施例1的磁環在大電流磁場下所測得的磁場強度分布圖；

圖9是實施例2的磁環在大電流磁場下所測得的磁場強度分布圖；

圖10是實施例3的磁環在大電流磁場下所測得的磁場強度分布圖；

圖11是實施例4的磁環在大電流磁場下所測得的磁場強度分布圖；

圖12是實施例5的磁環在大電流磁場下所測得的磁場強度分布圖；

圖13是實施例6的磁環在大電流磁場下所測得的磁場強度分布圖。

具體實施方式

現結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。

本案發明人經過大量銳意研究和測試發現：當對霍爾電流傳感器中的磁環的空隙開口處的形狀進行改變后，會導致該磁環的導磁分布發生變化，在特定的形狀改變后，會獲得相比現在未做任何形狀改變的磁環的更不易磁場飽和的效果，從而使得應用該改進磁環的霍爾電流傳感器可以用于測量更大的電流值。

參閱圖3和圖4，分別是現有霍爾電流傳感器中未做任何形狀改變的磁環在電流1500安培（A）下的空間磁場分布情況和位于該磁環的空隙開口處的磁場強度的曲線圖。該磁環是選用霍爾電流傳感器中最常用的1J85型號的坡莫合金材料的常規大小的磁環進行測試，在圖3中可見，該磁環結構在電流1500A下其磁場分布已顯示基本進入飽和狀態；在圖4中該磁環的空隙開口處從開口左至右分別是0-5mm的距離的橫軸坐標，可見該磁環結構在電流1500A下其空隙開口處的磁場已趨于強度完全飽和，磁場強度并不會隨著空隙開口位置的不同而有所變化。從而從圖3和圖4的測試結果表明，顯然選用測試的該霍爾電流傳感器在1500安培（A）下已經無法準確測量電流值了。